MES網絡型模塊式柔性自動化生產線實訓軟件
JGLL-780型 MES網絡型模塊式柔性自動化生產線實訓系統配套軟件
基本要求
本實訓系統是一種典型的柔性自動生產線，由9個單元組成，分別為上料檢測單元、操作手單元、加工單元、提取單元、傳送帶單元、搬運單元、安裝單元、分類倉儲單元和總控平臺組成。每站均配有獨立的PLC 。上述機構均安裝在工業型材桌面上，系統中的機械結構、電氣控制回路、執行機構*獨立，主要結構件全部采用鋁質材料加工而成，美觀大方，控制系統采用網孔板設計,高度可自由調節，學生可自行組裝，接線，編程及調試。
- 設備外型尺寸：380cm×170cm×160cm
- 單站工作臺尺寸：860mm×470mm×80cm
- 供電電源：AC220V ±10% 50Hz
- 裝置容量：≤1.5kVA
- ▲安全保護：具有短路型保護電路、過電壓保護電路、漏電保護電路，安全符合國家標準（提供證明文件）
。
(一)上料檢測單元由料斗、回轉臺、貨臺、螺旋導料機構、平面推力軸承、直流減速電機（0W/24V 5r/m）、工件滑道、提升裝置、計數開關、光電開關、單桿氣缸、電氣網孔板等組成。主要完成將工件從回傳上料臺依次送到檢測工位，提升裝置將工件提升并檢測工件顏色。PLC模塊：CPU SR30(AC/DC/RLY) +EM DP01 PROFIBUS-DP通信模塊。
（二）操作手單元由機械手、橫臂、回轉臺、機械手爪、配重塊、旋轉氣缸、雙聯氣缸、平行氣夾、電氣網孔板等組成，由鋁質材料加工而成，主要完成對工件的搬運。PLC模塊：CPU SR30(AC/DC/RLY) +EM DP01 PROFIBUS-DP通信模塊。
（三）加工單元由6工位旋轉工作臺、平面推力軸承、直流減速電機（10W/24V 5r/m）、刀庫（3種刀）、升降式加工系統、加工組件、檢測組件、歐姆龍光電傳感器、轉臺到位傳感器、步進電機（三相6A 步距角1.2°）、步進電機驅動器（8.3A）、電氣網孔板等組成。主要完成物料加工和深度的檢測。工件在旋轉平臺上被檢測及加工。旋轉平臺由直流電機驅動。平臺的定位由繼電器回路完成，通過電感式傳感器檢測平臺的位置。工件在平臺并行完成檢測及鉆孔的加工。在進行鉆孔加工時，夾緊執行件夾緊工件。加工完的工件，通過電氣分支送到下一個工作站。PLC模塊：CPU ST40 +EM DP01 PROFIBUS-DP通信模塊
（四）提取單元由機械手、直線移動機構、無桿氣缸、薄型氣缸、單桿氣缸、平行氣夾、工業導軌、電氣網孔板等組成，主要完成對工件的提取及搬運。提取裝置上的氣爪手將工件從前一站提起，并將工件根據前站的工件信息結果傳送到下一單元。本工作單元可以與其他工作單元組合并定義其他的分類標準，工件可以被直接傳輸到下一個工作單元。PLC模塊：CPU SR30(AC/DC/RLY) +EM DP01 PROFIBUS-DP通信模塊
（五）傳送分揀單元由三相交流減速電機、V20變頻器、光電傳感器、光纖傳感器、顏色傳感器、旋轉氣缸、分揀料槽、開關電源、按鈕、I/O接口板、通訊接口板、電氣網孔板等組成，主要完成將材料顏色不合格的工件分揀出來，同時將合格產品傳送至下一站。PLC模塊：CPU SR30(AC/DC/RLY) +EM DP01 PROFIBUS-DP通信模塊
（六）搬運單元由機械手、移動滑臺、安裝工作臺、薄型氣缸、單桿氣缸、工業導軌、齒輪齒條機構、配重塊、電氣網孔板等組成，主要完成對工件的搬運。氣爪手將工件從前一站提起，并將工件根據前站的工件信息結果傳送到下一單元。本工作單元可以與其他工作單元組合并定義其他的分類標準，工件可以被直接傳輸到下一個工作單元。PLC模塊：CPU SR30(AC/DC/RLY) +EM DP01 PROFIBUS-DP通信模塊
（七）安裝單元由料筒、換料機構、推料機構、工業導軌、旋轉氣缸、真空吸盤、搖臂、電氣網孔板等組成，主要完成對兩種不同工件的上料及安裝。為系統逐一提供兩色小工件。供料過程中，由雙作用氣缸從料倉中逐一推出小工件，接著，轉換模塊上的真空吸盤將工件吸起，轉換模塊的轉臂在旋轉缸的驅動下將工件移動至下一個工作單元的傳輸位置。PLC模塊：CPU SR30(AC/DC/RLY) +EM DP01 PROFIBUS-DP通信模塊
（八）分類倉儲單元由步進電機（1.5A 角距：1.8度）、步進電機驅動器、滾株絲桿（行程≥320mm）、立體庫（五層四列）、推料氣缸、電感傳感器、電磁閥、電氣網孔板等組成。主要完成對成品工件分類存儲。PLC模塊：CPU ST30 +EM DP01 PROFIBUS-DP通信模塊
（九）總控單元控制臺主要由S7-300西門子CPU313-2DP、二位選擇開關、啟動和停止開關、急停開關、復位開關、10.4英寸工業彩色觸摸屏、電氣網孔板等組成，主要完成監視各分站的工作狀態并協調各站運行，完成工業控制網絡的集成。
(十)配套軟件
- ▲組態監控系統(豐富的狀態反饋功能)：通過計算機與各單設備的通訊，將系統中各環節的狀態顯示在操作界面上，使操作者通過計算機隨時了解系統各環節的工況、狀態、運行數據，掌握系統運行狀態。嵌入式棒圖組態技術，具有動態演示，具有實時圖形動畫監控的功能。
- ▲MES生產控制系統（完善的生產及物料存儲統計功能）（投標現場需提供軟件演示）：控制執行系統（簡稱MES）是處于計劃層和柔性控制系統之間的執行層，主要負責生產管理、物料存儲統計和調度。它通過控制包括物料、設備、人員、流程指令和設施等工廠資源來提高柔性控制能力；系統集成諸如質量控制、文檔管理、生產調度等功能；構建了企業實時化的計劃/執行/控制三層系統。MES通過強調控制過程的整體優化來幫助柔性控制，實施完整的閉環生產，實現柔性控制信息的全集成。
(十一)配套教學實訓軟件（實訓室共配置1套）
▲1. PLC仿真實訓軟件：本軟件可作為PLC 技術相關系列教學輔助類軟件（為增強實訓效果及確保軟件產品的性能可靠性，投標現場軟件演示“軋鋼機控制系統模擬”、“郵件分揀系統模擬”、“運料小車控制模擬”、“舞臺燈光的模擬”四個功能；投標時提供省級或以上部門出具的軟件測評報告及軟件產品評估證書，帶原件備查），采用計算機交互技術設計，使得學生非常容易理解每一種控制單元的工作過程和原理，達到提高教學質量的目的。本軟件適用于電氣運行與控制、電氣技術應用等專業以及非機電類專業的《可編程控制器技術》、《電器及PLC 控制技術》、《PLC 及其應用》等課程的實訓教學。軟件功能：通過計算機交互技術實時顯示PLC的運行狀態，可以實現PLC虛擬接線、接線的錯誤檢查、PLC運行模擬等功能，可選擇西門子S7-200系列PLC、三菱FX系列PLC、歐姆龍CPM系列PLC。軟件包含“十字路交通燈控制”、“軋鋼機控制系統模擬”、“郵件分揀系統模擬”、“運料小車控制模擬”、“舞臺燈光的模擬”、“加工中心模擬系統控制”等二十多個實訓項目。
▲2. PLC 3D仿真實訓軟件：本軟件可作為PLC編程相關系列教學輔助類軟件（為增強實訓效果及確保軟件產品的性能可靠性，投標現場軟件演示自動混合生產線、機器人自動掃雷、碼垛堆積、加工中心刀庫四個功能；投標時提供省級或以上部門出具的軟件測評報告及軟件產品評估證書，帶原件備查）。軟件在電腦屏幕上構建了3D虛擬環境，實現自動封蓋、自動裝箱、溫度壓力控制、碼垛堆積、加工中心刀庫、電鍍生產線、多種液體混合、自動混合生產線、水塔水位控制、機械手控制、機器人自動掃雷等二十五個實訓項目，全面展現各種復雜的工藝流程。利用采集卡采集PLC的輸入輸出信號，通過計算機串口實現PLC與計算機的通訊，從而控制軟件中的3D模型的動作，使得虛擬仿真技術實時展現PLC 的運行狀態，也使得學生非常容易理解對每一種控制單元的工作過程和原理。本軟件適用于電氣運行與控制、電氣技術應用等專業以及非機電類專業的《可編程控制器技術》、《電器及PLC 控制技術》、《PLC 及其應用》等課程的實訓教學。
▲3.傳感器3D仿真實訓軟件(投標現場需提供軟件演示)：本系統采用全3D仿真技術，界面生動美觀、易學易用，以此學生學習的興趣，加深學生對知識的理解和運用；系統通過產品說明、零件展示、裝配演示、原理展示四個方面，講述了霍爾位移傳感器、霍爾轉速傳感器、壓電傳感器、濕敏傳感器、氣敏傳感器、電渦流傳感器、磁電傳感器、差動電容傳感器、差動變壓器、金屬箔應變傳感器、擴散硅壓力傳感器、光纖位移傳感器、光電轉速傳感器、集成溫度傳感器、K型熱電偶、E型熱電偶、PT100鉑電阻等17個常用傳感器；零件展示：單獨展示傳感器的各個組成元件，觀察零件的結構、材質以及材質類型；裝配演示：以3D仿真的形式展示傳感器的裝配過程，讓學生直觀了解傳感器的組成結構和裝配方法。具有快速裝配、慢速裝配、放大、縮小、旋轉視圖等功能；原理展示：通過位移測量、振動測量、轉速測量、環境測量等具體應用實例來展示傳感器的基本原理，并可動態顯示實驗結果，以此加深學生對傳感器的了解。
▲4.氣動仿真教學軟件本軟件采用多媒體技術與交互式動畫技術相結合的方式，闡述氣動整個課程的主要教學內容，包括從元件的基礎定義、原理到內部結構動畫，從理論的氣動回路到實際氣動系統的應用。本軟件結合目前常用氣動系統的功能、結構、各部件的作用等多方面，全面解剖氣動系統工作原理及過程。為了增強實訓效果及確保軟件產品的性能可靠性，以及激發學生學習的興趣，主要包含內容如下：氣壓傳動簡介及工作原理、氣動傳動的組成、氣動回路運行與仿真、氣動回路應用與仿真、氣動元件三維展示
▲5.電氣類實訓室安全教育軟件：本軟件以 Flash 動畫與 3D 虛擬仿真相結合(投標現場需提供軟件演示)（為增強實訓效果及確保軟件產品的性能可靠性，以及激發學生學習的興趣，投標時提供省級或以上部門出具的軟件測評報告，帶原件備查），能夠使學生掌握電氣類實訓室各種安全操作規程、用電安全、人身的觸電方式及觸電急 救方法、過電壓及防火防爆、火災的預防、各種滅火器的使用和火災逃生的方法等。對學生 進行用電安全、消防教育，提高學生的安全意識，以及熟悉各種電氣事故產生的原因和處理 電氣事故的實用操作措施，提高解決電氣事故的能力。
▲6.電梯系統仿真實訓軟件：本軟件采用3D技術實現電梯的原理、運行、安裝等基本知識及操作，軟件包括原理仿真、運行仿真、三維結構、電梯安全、日常保養、理論考核六大部分。
原理仿真：采用3D 圖片及模擬仿真動畫的形式，全面詳盡地說明電梯及各機構的結構、工作原理及作用，將復雜問題簡單化，從而使學生能夠很容易地學習和掌握相關的技術和理論知識。包含井道、轎廂導軌、對重導軌、緩沖器、轎廂支架、轎廂、內呼及顯示、排風機、轎廂門、轎廂門機構、轎廂機構總成、導靴、安全鉗、反向輪、連桿機構、曳引機、曳引輪、對重、曳引繩、廳門、廳門門機構、外呼及顯示、限速器、張緊輪、鋼絲繩、總開關箱、配電柜、轎頂配電、井道配電等。
運行仿真：通過動畫模擬演示故障、內外呼、開關門、門保護、轎廂沖頂、轎廂蹲底、轎廂失速下落等情景下的運行情況。
三維結構：支持任意角度旋轉放縮的三維模型及其功能介紹。
1.機械器件：包括曳引機、開門電機、導軌等主要八種機械器件三維結構展示。
2.電氣器件：包括光電編碼器、操縱箱、召喚按鈕箱、雙穩態開關、檢修開關等主要十種電氣器件三維結構展示。
3.安裝調試：建立設備及配件庫，供學習在安裝操作中調取使用；對學生的安裝過程進行記錄，并與實際的安裝要求進行比較，給出相應的對錯及指導，幫助學生今后的學習。包含放樣、轎廂導軌、對重導軌、緩沖器、轎廂支架、導靴、安全鉗、反向輪、連桿機構、曳引機及曳引輪、轎廂、對重、曳引繩、內呼、排風機、轎廂門機構、廳門、外呼、限速器、張緊輪、鋼絲繩、總開關箱、配電柜、轎頂配電、井道配電、調試等二十多個安裝調試步驟。
電梯安全：包括電梯使用安全、安裝安全、檢修安全、乘客遇到電梯事故的應急處理等場景仿真。
日常保養：電梯日常保養任務仿真,包括電梯機房、層站、轎廂、轎頂、井道等部件的保養內容和保養要求。
理論考核：設置判斷題和選擇題，對學生的電梯工作原理、安裝知識及簡單的維修保養知識進行考核，并對考核結果進行評判和分析，指導今后的學習。
(十二)拓展實訓軟件（實訓室共配置1套）
多品牌工業機器人離線編程仿真軟件是專業的工業機器人生產線自動虛擬仿真編程系統，在虛擬制造領域*基于互聯網的機器人生產線大數據庫，可快速創建、發布各種自動化生產線與無人工廠的三維模型布局，支持機器人協同工作和基于三維掃描數據的路徑規劃離線編程。
多品牌工業機器人離線編程仿真軟件是*自主研發的可擴展的虛擬仿真平臺，平臺集成了大量全新的核心技術。因機器人應用的廣泛性和復雜性，針對每一個客戶的不同需求展開客制化的服務，這是本土的研發和技術服務的重要性，主要具備以下的功能：
1.純中文的界面，操作簡潔明快，易于上手。
2.支持適用于市面上大部分的主流及非主流機器人，包括ABB KUKA STAUBLI FANUC YASKAWA UR 等機器人。
3.大數據組件庫
打破傳統CAD/CAM行業封閉的數據管理模式，內置海量機器人模型和Layout庫，可以和用戶共同構建和分享；通過軟件提供的WEB服務，可從互聯網實時更新數據模型到客戶端電腦，數模自身具有參數化特征，可以做自由修改，大幅提高了效率。
4.快速生成運動組件
可通過導入CAD模型快速生成運動組件，并對組件特征樹進行操作和修改。
5.支持多個機器人的工具坐標系、基座標系的定義和修改。
6.軟件操作過程中可無限的undo、redo操作，增加對操作的容錯性。
▲7.提供多視角的觀察，并可實現運動視角鏡頭追蹤.，投標現場提供軟件演示。
8.快速粘結搭建技術
*的PNP粘結技術把生產線中各個獨立的組件快速捕捉到位并自動吸附粘結在對應的功能組件上，讓虛擬生產線的搭建像組合積木一樣簡單容易。
9.開放的運動控制算法
允許通過的模板和程序語言定制各種機器人和自動化工具的運動控制。算法支持包含3-5軸的通用機床、3-6個旋轉軸的串聯，并聯，雙臂，AGV小車，等機器人及生產線上對應的工裝夾具，傳送帶，變位機，導軌等輔助設備。
10.示教和離線編程系統
采用兩種編程方式：示教編程和離線編程
10.1 示教編程采用手工拖拽或輸入坐標值的方式快速構建空間軌跡和加工點位。
10.2 三維離線編程是采用獲得的3D Lab拓撲核心技術構建的智能選擇工具，機器人的路徑規劃不在需要費時的單點拾取，而是采取點選面、邊緣或樣條曲線即可生成加工輪廓（對應包含激光切割、焊接、熔覆、噴漆、打磨、3D打印等加工）。
10.3屬于傳統的離線編程軟件的下一代技術（任務編程），解決了離線編程在機器人編程實際應用過程中效率低下的問題，增加的創新技術有：
10.3.1機器人關節姿態自動調整
自動檢測任意軌跡點上機器人關節姿態的優劣并優化過濾，減少了通過仿真后人工干涉檢測的工作量。
10.3.2工件自動三維偏置補償。
10.3.3加工軌跡的碰撞及干涉檢測。
10.3.4支持多種CAD接口，可導入 step igs stl 3ds dfx等主流CAD格式
▲10.3.5支持外部軸（導軌及變位機）的運動與優化（投標現場提供軟件演示）。
10.3.6可批量的添加、編輯、刪除修改軌跡點。
10.3.7內置的后處理器支持大部分主流機器人的型號與對應的控制器，軟件輸出運動軌跡和工藝到程序中，并支持NC代碼轉換檢查。
11.開放的API和COM接口供教學應用二次開發。
12.軟件可集成多種品牌工業機器人虛擬示教器，投標時提供4個品牌以上軟件界面截圖。
14.精準流暢的仿真模擬并可輸出仿真動畫
用于智能分析，優化和驗證機器人制造環境，有了強大的在線網絡組件庫，幾乎所有的無人工廠和生產線都可以在很短的時間內構建完成，客戶可以以圖形方式研究和操作工作單元，對機器與設備進行編程和虛擬分析，驗證并優化，體驗逼真的工廠自動化環境。
▲13.正版軟件，可提供持續的開發服務，為確保增強實訓效果及確保軟件產品的性能可靠性，投標現場提供省級或以上部門出具的軟件測評報告及軟件產品評估證書，帶原件備查。
▲14.支持工件三點校準功能，能夠根據情況與理論模型的參數誤差自動調整軌跡參數；投標現場提供演示。
15.支持三維模型或者掃描三角網格數據的分層切片功能，用于3D打印或者噴涂等加工工藝；
16.可逆向輸入點數據產生擬合的加工軌跡曲線，點數據格式包括：各品牌機器人代碼等；
17.可在軟件上自定義控制界面，在PC機上用自定義控制界面在線控制機器人運行?？赏ㄟ^軟件改變機器人各關節扭力大小。支持多種格式CAD導入功能，通過精確的3D模型數據，自動生成軌跡路徑，能夠與三維設計軟件（solid works）通信，并控制solid works軟件中模型動作軌跡，支持工業機器人編程語言規范，導出的機器人程序可直接在線下載到機器人。
▲18.包含諸多教學功能，如具有減速器拆裝仿真功能，了解機器人核心部件的結構。具有氣動回路仿真功能，了解機器人常見輔助設備的特性。具有高溫故障預測功能，可以更好的維護機器人。
19.可實現AGV+6關節機器人物料搬運碼垛工藝仿真，即通過設置工藝過程讓AGV移動，由機器人關節臂抓取模擬物料從A點抓取后搬運到B點并放下。
▲20.可實現將編程的仿真運行過程以動畫的形式輸出，自動上傳至云端并生成二維碼，通過瀏覽器可直接播放，并可以自由切換觀看視角和放大縮小，投標現場提供軟件演示。
21．可實現對工業機器人本體進行結構性的拆解過程軟件界面截圖至少六個。
1.加工工件組：包括大工件（三種）、小工件（兩種）。工件組可多次組裝及拆卸。
2.配套提供實驗所需的設備說明書、實訓指導書及軟件使用說明書。
3.配套工具：內六角扳手、萬用表、尖嘴鉗，一字起子、十字起子、電鉻鐵等；
4.*氣泵及連接氣管等
4.投標提供設備配套實訓指導書，實訓項目與設備模塊配套。
▲7、為了提升學校師資水平從而提高教學質量，同時為了學校更有效的使用實訓設備，暑假期間廠家安排至少2名教師到職教師資培訓基地參加免費培訓，培訓結束后頒發職教師資培訓證書（投標現場提供培訓能力證明文件）。
- 本系統完成的實訓項目
- PLC控制系統的應用
- S7-200可編程控制器指令編程練習
- S7-300可編程控制器指令編程練習
- 氣動控制技術實訓
- 多種傳感器技術的應用實訓
- 電氣控制系統實訓
- 機械系統安裝調試實訓
- 電機驅動技術實訓
- PLC控制技術實訓
- 觸摸屏控制技術實訓
- 現場總線及網絡技術的應用
- 生產制造管理系統的實現
- 系統維護和故障檢測技術培訓
- 工件上料程序編寫與控制
- 工件搬運程序編寫與控制
- 工件加工程序編寫與控制
- 工件檢測程序編寫與控制
- 工件輸送程序編寫與控制
- 工件安裝程序編寫與控制
- 工件搬運安裝程序編寫與控制
- 工件倉儲程序編寫與控制
- 多個工作站聯機控制
- 直流電機控制實訓
- 變頻調速控制實訓
- 步進電機的位置、速度控制
- 三自由度氣動機械手的控制
- 四自由度氣動機械手控制
